TWI573209B - Conductive ball fixing mask and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種遮罩,用以將導電球定置於基板或晶圓等工件上的電極者。
在半導體製造工程中,當進行覆晶封裝,或是於矽晶圓上形成凸塊電極時,一般使用的是,於依預定圖案配置在基板或矽晶圓等工件上的電極,定置由焊料等導電性金屬所構成的導電球,對此進行回焊處理以熔融焊料,再黏著至電極的方法(例如,參閱專利文獻1)。
於此,用在金屬的薄板形成有微細的開口的孔版的金屬遮罩,來當作用以定置導電球的治具。依與工件上的電極相對應的圖案,形成此開口,當相對於工件適當地配置金屬遮罩時,設定成可以適當地將導電球定置在電極上。
在此工程中,事先於電極上塗布助焊劑。此乃為了在回焊處理時,去除電極的氧化覆膜以提升電極的潤濕性,而可良好地黏著已熔融的焊料,或者可以避免導電球從定位置移動。
但是,相對於金屬遮罩的工件的對向面(以下,稱為「定置面」),與配置有工件上的電極之側的面(以下,「被定置面」)相接觸,為了避免助焊劑附著在定置面,而弄髒金屬遮罩,所使用的手段是,在金屬遮罩的定置面設置預定厚度的間隔物,以自被定置面僅間隔一定距離的手
段(例如,參閱專利文獻2)。
用與金屬遮罩相同材質的金屬,來當作此間隔物的素材,一般使用的是,藉由電解電鍍法等而一體地形成的方法。然而,因為金屬製間隔物較為堅硬,而容易損傷工件的被定置面。因此,廣為所知的有,以光阻劑等比較柔軟的樹脂形成間隔物部,來保護被定置面的方法(例如,參閱專利文獻3)。
於此,若間隔物的厚度有偏差,由於間隔物不與工件接觸,而會有間隙生成處的產生,因導電球滾進其間隙,再於回焊時溶解,故有致使鄰接的電極彼此短路之虞。從而,將定置面與被定置面的間隔設為一定,為了可以適當地定置導電球,通過金屬遮罩全體的厚度須要有一定的厚度。此外,金屬遮罩的使用中,為了避免間隔物破損,須要具有優異的機械強度,並且為了避免因助焊劑或金屬遮罩的洗淨液而遭溶解,須要具有耐藥性。
於此,在以電解電鍍法形成金屬製間隔物的情況下,利用光刻法,進行感光性乾式薄膜或液狀阻劑等類的光阻的圖案形成工程或電鑄工程、光阻膜剝離工程等類的工程較為複雜。此外,如果設計圖案變得精細,則具有由於光阻密集處,電流密度集中,因此電鍍的析出將因位置不同而變得不穩定,導致間隔物厚的偏差變大的問題。此外,以樹脂形成的情況也同樣地,因為利用光阻塗布工程,光刻法進行的光阻的圖案形成工程為必要的,所以工程較為複雜,並且難以依照一定的厚度進行塗布,進而機械強度或耐藥性方面也不夠充分。
再者,如專利文獻3所記載,具有在間隔物是像支柱狀那樣
突起的形狀的情況下,而較易破損,亦或當洗淨金屬遮罩的定置面時,因為廢布等洗淨用具容易鉤到支柱,而不易擦拭等問題。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開平11-243274號公報
【專利文獻2】日本特開2005-101242號公報
【專利文獻3】日本專利第4664146號公報
本發明的目的在於,提供一種導電球定置用遮罩,係通過遮罩全體的所有厚度均為一定,具有一間隔物,係依面狀、線狀等功能設計圖案形成,耐藥性、機械強度優異,並且不易損傷工件,而容易進行遮罩洗淨。
為了達成上述目的,請求項1的發明,是用以將導電球定置於依預定圖案排列在工件的被定置面上的電極上的一種導電球定置用遮罩,其特徵為包含:一金屬製平板狀的遮罩,該遮罩,係依與該電極相對應的圖案形成於面內,具有一能插穿導電球的大小的一開口;以及一薄膜狀的薄板,該薄板係具有一樹脂層,係由為耐熱耐藥樹脂的聚亞醯胺所構成、及一間隔物,係將該薄板依為格子狀、線狀、面狀或這些的組合的一定的設計圖案切割而形成於面內,其中,該樹脂層係朝向表面側,為了避
免該間隔物阻塞該開口,該遮罩與該薄板,是以環氧樹脂所構成的熱及/或壓力硬化型的黏著薄板加以黏著。
請求項2所述的發明,是用以將導電球定置於依預定圖案排列在工件的被定置面上的電極上的一種導電球定置用遮罩的製造方法,其特徵為包括:一遮罩製作工程,藉由電解電鍍法、雷射加工法或蝕刻法的任一方法,製作依與該電極相對應的圖案形成於面內,具有一能插穿導電球的大小的一開口的一遮罩;一間隔物形成工程,將具有由為耐熱耐藥樹脂的聚亞醯胺所構成的樹脂層的一薄膜狀的薄板,利用一紫外線雷射,依為格子狀、線狀、面狀或這些的組合的一定的設計圖案切割,以去除該薄板的不須要部分而形成一間隔物;一貼合工程,該樹脂層係朝向表面側,為了避免該間隔物阻塞該開口,將該薄板,以環氧樹脂所構成的熱及/或壓力硬化型的黏著薄板可剝離地貼合至該遮罩的表面;以及一黏著工程,以預定的熱或壓力黏著該遮罩與該薄板。
請求項3所述的發明,是用以將導電球定置於依預定圖案排列在工件的被定置面上的電極上的一種導電球定置用遮罩的製造方法,其特徵為包括:一遮罩製作工程,藉由電解電鍍法、雷射加工法或蝕刻法的任一方法,製作依與該電極相對應的圖案形成於面內,具有一能插穿導電球的大小的一開口的一遮罩;一貼合工程,將具有由為耐熱耐藥樹脂的聚亞醯胺所構成的樹脂層的一薄膜狀的薄板,該樹脂層係朝向表面側,以環氧樹脂所構成的黏著薄板可剝離地貼合至該遮罩的表面;一間隔物形成工程,於該薄板的面內,利用一紫外線雷射,為了避免切斷該遮罩,係將加工條件調整至適當的值,而將該薄板依為格子狀、線狀、面狀或這些的組
合的一定的設計圖案切斷,以去除該薄板的不須要部分而形成一間隔物;以及一黏著工程,以預定的熱或壓力黏著該遮罩與該薄板,其中,該間隔物係形成為不會阻塞該開口。
請求項4所述的發明,是在請求項1所述之導電球定置用遮罩或請求項2所述之導電球定置用遮罩的製造方法中,其特徵為:於貼合該遮罩與該薄板的貼合工程後,黏著該遮罩與該薄板的黏著工程前,利用該紫外線雷射,為了避免切斷該遮罩,係將加工條件調整至適當的值,而將該薄板切斷以加工空氣溝或空氣孔。
根據請求項1的發明,因為使用厚度均一的薄板當作間隔物的材料,所以通過遮罩全體的間隔物的厚度可維持在一定的範圍內,間隔物因為與工件良好地密接,所以可防止導電球滾進兩者的間隙,從而可減少不良發生。
根據請求項2的發明,與由金屬所形成的情況相比,藉由使用機械強度或耐藥性高的聚亞醯胺當作薄板的樹脂層,因而能夠形成一間隔物,較不易損傷工件的被定置面,較不易溶解或破損。再者,由於具有高耐熱性,因此可藉由紫外線適當地切斷,而且具有減少薄板與遮罩的黏著工程中的熱變形的效果。
根據請求項3的發明,可獲得一種導電球定置用遮罩,與習知的支柱狀相比,間隔物較不易損壞,較容易進行遮罩的洗淨。
根據請求項4的發明,因為紫外線可漂亮地切斷聚亞醯胺,所以能夠形成尺寸精度或形狀更為良好的間隔物。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特以較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
1、4、7、10、13‧‧‧導電球定置用遮罩
2、5、8、11、14‧‧‧金屬遮罩(遮罩)
21、51、81、111、141‧‧‧開口
3、6、9、12、15‧‧‧樹脂薄板(薄板)
31、61、91、121、151‧‧‧間隔物
32‧‧‧空氣溝
圖1係顯示本發明實施形態之導電球定置用遮罩的正面圖(a)、側視截面圖(b)。
圖2係顯示本發明實施形態之遮罩的正面圖。
圖3係顯示本發明的實施形態之薄板的正面圖。
圖4係顯示本發明的實施形態之導電球定置用遮罩的製作中途階段的正面圖。
圖5係顯示本發明的實施形態之導電球定置用遮罩的製造流程圖。
圖6係顯示本發明的實施形態之導電球定置用遮罩的使用狀態圖(截面圖)。
圖7係顯示本發明的另一實施形態之導電球定置用遮罩的正面圖。
圖8係顯示本發明的另一實施形態之導電球定置用遮罩的正面圖。
圖9係顯示本發明的另一實施形態之導電球定置用遮罩的正面圖。
圖10係顯示本發明的另一實施形態之導電球定置用遮罩的正面圖。
圖11係顯示本發明的另一實施形態之遮罩的藉由電解電鍍法進行之製作工程的流程圖。
圖12係顯示本發明的另一實施形態之遮罩的藉由蝕刻法進行之製作工程的流程圖。
圖13係顯示本發明的另一實施形態之遮罩的藉由雷射加工法進行之製
作工程的流程圖。
第1圖為實施形態之導電球定置用遮罩1的正面圖(a)與截面圖(b)。首先,導電球定置用遮罩1,大致分別包含金屬遮罩(遮罩)2與樹脂薄板(薄板)3,金屬遮罩2與樹脂薄板3,是以黏著薄板(省略圖示)加以貼合。
金屬遮罩2,是以鎳、不鏽鋼等金屬的薄板當作素材,一般而言,厚度為0.015mm~0.2mm,外形尺寸為一邊100mm~600mm的四邊形(正方形或長方形)。於此,金屬遮罩2的製造方法,如後所述具有電解電鍍法、蝕刻法、雷射加工法等,但在本實施形態中,亦可使用其中任一者。
於金屬遮罩2的面內,為了讓導電球插穿,按照預定圖案複數形成有為φ0.01mm~1.00mm的貫通孔的開口21。於此,為了讓導電球能順暢地插穿,且被定置的位置不會偏移,開口21的徑係設定成導電球的直徑的1~1.5倍。
其次,樹脂薄板3,是厚度為0.02~0.2mm的薄膜,外形尺寸為遮覆金屬遮罩2的開口21全部的面積以上,且金屬遮罩2的外形尺寸則設定成較小。此外,樹脂薄板3的素材,可使用耐藥性與耐熱性優異,機械強度高的聚亞醯胺。
於樹脂薄板3的面內,藉由紫外線加工,而形成有格子狀的間隔物31。間隔物31可依一定的設計圖案將樹脂薄板切割成正方形狀,而形成為可露出金屬遮罩2的開口21那樣大小的格子狀。為了不損及機械強度,間隔物31的寬度係設定在0.01~20.0mm。間隔物31的設計圖案,是形
成為當將樹脂薄板3適當地與金屬遮罩2重疊時,間隔物31可配置在開口21彼此的間隔,或者亦可配置在開口21的集合體(小區)彼此的間隔,並不會阻塞開口21的設計與大小。
紫外線加工法的光源,可使用紫外線雷射,而能在無損切斷部的形狀下,漂亮地切斷如聚亞醯胺那樣的難燃性樹脂。
此外,在樹脂薄板3的間隔物31的周圍,空氣溝32係形成為格子狀。此乃為了使導電球定置用遮罩1與工件密接,用以將工件與間隔物31間的空氣釋放至外部的溝,與間隔物31相同地,可藉由紫外線雷射進行加工。
此外,貼合金屬遮罩2與樹脂薄板3的黏著薄板,可使用耐藥性優異的環氧樹脂。黏著薄板,是因受熱及/或壓力而硬化,以發揮黏著力。
其次,參考第5圖的流程圖,以對本實施形態之導電球定置用遮罩1的製造方法進行說明。
首先,進行金屬遮罩2的製作(步驟S1)。於本實施形態中,金屬遮罩2可以考慮從來就存在的製作方法的電解電鍍法(於由不鏽鋼等導電性金屬的平板所構成的電鍍基材上,使用光刻法,以相對於感光性乾式薄膜或液狀阻劑等類的光阻膜,經形成開口圖案後,在電鍍基材上,利用胺基磺酸浴或硫酸浴(瓦特浴)等,進行電解鎳電鍍)、雷射加工法(利用雷射照射,於為金屬遮罩的素材的金屬(主要為不鏽鋼)平板,直接形成開口)、蝕刻法(藉由光刻,於不鏽鋼製基材上進行開口圖案的畫像形成,由蝕刻進行開口形成)。將各製作工程的簡單流程記載至第11圖~第13圖。
其次,藉由紫外線雷射加工進行樹脂薄板3的加工,形成間
隔物31(步驟S2)。間隔物31,是藉由從樹脂薄板3將矩形的小片依一定的設計圖案切割,而形成為格子狀。另外,步驟S1與步驟S2的順序亦可反過來進行。
其次,將於步驟S1所製作的金屬遮罩2與於步驟S2所製作的樹脂薄板3,為了避免間隔物31阻塞開口21,進行對位並貼合(步驟S3)。於此,金屬遮罩2與樹脂薄板3可無須黏著,而是利用黏著薄板的黏附力或耐熱膠帶等,可剝離地稍加固定。
其次,利用紫外線雷射加工,進行空氣溝32的加工(步驟S4)。為了包圍於步驟S2所形成的四個矩形的切割處,切斷成縱橫各三條的狹縫狀,間隔物31是分別經由空氣溝32分離而成形。此時,為了避免金屬遮罩2也遭切斷,而將紫外線雷射的加工條件調製至適當的值。此外,紫外線雷射加工,為了於接下來的步驟S4,可以簡單地進行剝離,空白部盡量是加工成為一體(於本實施形態,格子部分全都相連在一起)。
剝離於步驟S4所產生的格子狀的空白部(步驟S5)。
藉由預定的熱或壓力,黏著金屬遮罩2與樹脂薄板3(步驟S6)。
其次,參考第6圖,以對本實施形態的導電球定置用遮罩1的導電球的定置工序進行說明。
將導電球定置用遮罩1,張設在不鏽鋼製框100與聚酯製網板101所構成的網板框,進行製版。
將已製版的導電球定置用遮罩1,設置在於電極103塗布了助焊劑(省略圖示)的工件102的預定位置。
將導電球104澆注至導電球定置用遮罩1的工件102反側,通過開口21而定置在工件102的電極103上。
根據本實施形態之導電球定置用遮罩1,因為使用厚度均一的樹脂薄板3當作間隔物31的材料,所以通過遮罩全體的間隔物31的厚度可維持在一定的範圍內,間隔物31因為與工件102良好地密接,所以可防止導電球104滾進間隙,從而可減少不良發生。
此外,與由金屬所形成的情況相比,藉由於樹脂薄板3中使用機械強度或耐藥性高的聚亞醯胺,因而能夠形成一間隔物31,較不易損傷工件102的被定置面,並且使用中較不易溶解或破損。再者,由於具有高耐熱性,因此可藉由紫外線適當地切斷,而且具有減少樹脂薄板3與金屬遮罩2的黏著工程中的熱變形的效果。
此外,可獲得一種導電球定置用遮罩1,與習知的支柱狀相比,間隔物31較不易損壞,較容易進行金屬遮罩2的洗淨。
再者,因為紫外線可漂亮地切斷聚亞醯胺,所以能夠形成尺寸精度或形狀更為良好的間隔物31。
此外,由於能從空氣溝32釋放空氣,因此可使間隔物31容易地密接至工件102。
以上,雖已對本發明的實施形態予以說明,但本案發明的範圍並不限於上述的實施形態,亦可延伸到得與此同視之其他形態。
例如,間隔物31可以採取如第7圖~第10圖那樣的各種形態。於此,針對與實施形態相同的構成,若無特別須要,省略其說明。
首先,如第7圖的導電球定置用遮罩4,也會有間隔物61雖與
間隔物31同樣為格子狀,但卻沒有設置空氣溝32的情況。在這種情況下,不須要段落0034、0035的工程。
此外,如第8圖的導電球定置用遮罩7,間隔物91為線狀,由於各線係自樹脂薄板9的外框的部分切離,如上述實施形態那樣,無法進行獨立於金屬遮罩8對間隔物91加工,再從後面貼合的加工。因此,將樹脂薄板9貼合至金屬遮罩8後,以紫外線雷射對間隔物91進行加工。
在這種情況下,因為間隔物91為線狀,所以與格子狀的情況相比,較容易擦拭,變得更容易洗淨。
此外,根據此種方法,無須如實施形態那樣,進行金屬遮罩8與樹脂薄板9的對位,便能夠用更為簡單的方法製造導電球定置用遮罩7。
再者,如第9圖所示的導電球定置用遮罩10,例如,在工件102為晶圓,開口111的圖案為圓形的情況下,也可以形成像間隔物121那樣的形狀;如第10圖所示的導電球定置用遮罩13,在開口141的圖案較為特殊的情況下,如間隔物151那樣,也可以形成為組合了線狀與面狀的形狀的間隔物151。
此外,金屬遮罩2、5、8、11、14(以下稱為「金屬遮罩2等」)的製造方法,也可以是鑽頭或端銑刀等類的機械加工方法。此外,以電鍍進行的情況下,也不限於電解鎳電鍍,使用無電解電鍍法亦可。在這種情況下,根據無電解電鍍的特性,與電解電鍍法相比,除可提升金屬遮罩的厚度均一性外,還可獲得硬度高、耐久性優異的電鍍覆膜。
再者,於上述的實施形態,樹脂薄板3、6、9、12、15(以下稱為「樹脂薄板3等」),雖為聚亞醯胺的單層構造,但不限於此,也可以
是聚亞醯胺與金屬的多層構造。在這種情況下,當與金屬遮罩2等貼合時,將導電球定置用遮罩1等裝設至工件102時,聚亞醯胺是可與工件102相接觸地(聚亞醯胺朝向表面地)貼合。
此外,樹脂薄板3等並不一定須要使用單一厚度者,也可使用複數枚厚度相異者,再部分地改變間隔物31等的厚度。依照這種方式,能製造出間隔物31等的厚度隨著部位不同而變化的導電球定置用遮罩1,即使工件102具有階梯差的情況下,間隔物31等仍可適當地與工件102密接。
此外,於樹脂薄板3等的外框部,藉由適當地設置釋放空氣的空氣孔,因而當貼附至金屬遮罩2等時,不會夾帶空氣形成氣泡,而可以將樹脂薄板3等良好地貼合至金屬遮罩2等。
此外,間隔物31、61、91、121、151(以下稱為「間隔物31等」)的加工,若能藉由紫外線的照射,依一定的設計圖案將樹脂切斷,則不限於紫外線雷射。例如,使間隔物31等的設計圖案所開口的孔徑(孔版),密接至樹脂薄板3等,即便是照射紫外線的方法,也能夠形成間隔物31等。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內所作之各種更動與潤飾,亦屬本發明之範圍。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧導電球定置用遮罩
2‧‧‧金屬遮罩(遮罩)
3‧‧‧樹脂薄板(薄板)
31‧‧‧間隔物
32‧‧‧空氣溝
Claims (4)
- 一種導電球定置用遮罩,用以將導電球定置於依預定圖案排列在工件的被定置面上的電極上,係包含:一金屬製平板狀的遮罩,該遮罩,係依與該電極相對應的圖案形成於面內,具有一能插穿導電球的大小的一開口;以及一薄膜狀的薄板,該薄板係具有一樹脂層,係由為耐熱耐藥樹脂的聚亞醯胺所構成、及一間隔物,係將該薄板依為格子狀、線狀、面狀或這些的組合的一定的設計圖案切割而形成於面內,其中,該樹脂層係朝向表面側,為了避免該間隔物阻塞該開口,該遮罩與該薄板,是以環氧樹脂所構成的熱及/或壓力硬化型的黏著薄板加以黏著。
- 一種導電球定置用遮罩的製造方法,用以將導電球定置於依預定圖案排列在工件的被定置面上的電極上,係包括:一遮罩製作工程,藉由電解電鍍法、雷射加工法或蝕刻法的任一方法,製作依與該電極相對應的圖案形成於面內,具有一能插穿導電球的大小的一開口的一遮罩;一間隔物形成工程,將具有由為耐熱耐藥樹脂的聚亞醯胺所構成的一樹脂層的一薄膜狀的薄板,利用一紫外線雷射,依為格子狀、線狀、面狀或這些的組合的一定的設計圖案切割,以去除該薄板的不須要部分而形成一間隔物;一貼合工程,該樹脂層係朝向表面側,為了避免該間隔物阻塞該開口,將該薄板,以環氧樹脂所構成的熱及/或壓力硬化型的黏著薄板可剝離地 貼合至該遮罩的表面;以及一黏著工程,以預定的熱或壓力黏著該遮罩與該薄板。
- 一種導電球定置用遮罩的製造方法,用以將導電球定置於依預定圖案排列在工件的被定置面上的電極上,係包括:一遮罩製作工程,藉由電解電鍍法、雷射加工法或蝕刻法的任一方法,製作依與該電極相對應的圖案形成於面內,具有一能插穿導電球的大小的一開口的一遮罩;一貼合工程,將具有由為耐熱耐藥樹脂的聚亞醯胺所構成的一樹脂層的一薄膜狀的薄板,該樹脂層係朝向表面側,以環氧樹脂所構成的熱及/或壓力硬化型的黏著薄板可剝離地貼合至該遮罩的表面;一間隔物形成工程,於該薄板的面內,利用一紫外線雷射,為了避免切斷該遮罩,係將加工條件調整至適當的值,而將該薄板依為格子狀、線狀、面狀或這些的組合的一定的設計圖案切斷,以去除該薄板的不須要部分而形成一間隔物;以及一黏著工程,以預定的熱或壓力黏著該遮罩與該薄板,其中,該間隔物係形成為不會阻塞該開口。
- 一種導電球定置用遮罩的製造方法,是在如申請專利範圍第1項所述之導電球定置用遮罩或第2項所述之導電球定置用遮罩的製造方法中,於貼合該遮罩與該薄板的貼合工程後,黏著該遮罩與該薄板的黏著工程前,利用該紫外線雷射,為了避免切斷該遮罩,係將加工條件調整至適當的值,而將該薄板切斷以加工空氣溝或空氣孔。
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